1974年C5空射民兵导弹

1974年C5空射民兵导弹美国空军1974年首次在C-5“银河”运输机上发射了不带弹头的“民兵”导弹，验证了飞机发射弹道导弹的可能性。这一技术虽然虽终没有采纳，但是为以后的MX“和平卫士”导弹和空射航天运载火箭技术奠定了基础。C-5执行过的最刺激的任务，莫过于空中发射“民兵”战略弹道导弹了。这是冷战时期美空军的试验计划，由C-5空投“民兵”弹道导弹，待降落伞使导弹竖直稳定后，“民兵”点火发射。后计划因过于复杂，缺乏实用性，而被取消。波音在80年代初申请的几个空射巡航导弹发射专利，载机是波音747，波音把旋转挂架玩得炉火纯青啊。1977年波音申请了一个专利，在波音747机身内部安装4联旋转弹道导弹挂架，AGM-48天雷导弹通过贯穿机头的管道以冷发射方式射出机身，想象力值得赞赏。战略弹道导弹的机动发射一般可以分为地面机动、水面机动、水下机动和空中机动四种。空中机动发射方式与其它几种相比，具有发射费用低，准备时间知，机动性、隐蔽性好等一系列优点，因此美苏在战略导弹发展过程中都曾试图开发这一技术。但由于技术过于复杂，使发展过程一波三折。空地战略弹道导弹阶段运输机发射的美国“和平卫士”上世纪70年代初期，苏联战略弹道导弹数相对于美国开始逐步占据优势，可以对美国战略核力量实施全面覆盖性打击，于是提高在研导弹的机动生存性，成为美国迫在眉睫的首要问题。这时，美国国防部提出了对正在改进的“民兵”导弹进行空射部署的设想，波音公司首先提出了一种“巡航弹道导弹”的设想。这一方案是将密闭在容器里的“民兵”3导弹放在现有的“民兵”地下井里，容器内的导弹固定在一个飞行平台上，平台的翼面折叠在导弹周围。接到报警后，用冷发射方法将容器弹出地下并，借助固体助推器把容器送上大约6000米高空，然后抛掉容器，容器内飞行平台的主翼和尾翼展开，随之涡轮风扇发动机起动，平台带着“民兵”3导弹作亚音速巡航飞行，飞行时间可持续12小时。在这期间，导弹可随时从空中发射出去。解除警报后，导弹可以回收，可再次使用。在波音公司提出的巡航弹道导弹方案中，飞行平台的总质量约为50吨，其中固体助推器约18吨，巡航用燃料约13吨，飞行平台的翼展为24～27米，总长21米。可以看出这种方案成本不菲，而且巡航时间有限，因此军方并不看好，于是又提出了利用运输机空中发射的方案。美国空军1974年首次在C-5“银河”运输机上发射了不带弹头的“民兵”导弹，验证了飞机发射弹道导弹的可能性。这一技术虽然最终没有采纳，但是为以后的MX“和平卫士”导弹和空射航天运载火箭技术奠定了基础。在上世纪80年代初期部署MX导弹时，军方再次提出了空中巡航方案。携载MX导弹的飞机，平时停在跑道上，常备不懈；危机时作空中巡航，待命实施导弹的空中发射。按照美国国防部的计划，首先使用C-5运输机，先装备10架，每架飞机携载1枚MX导弹。最终以续航能力强的“大鸟”取代C-5。“大鸟”飞机每架携载1枚MX导弹，巡航速度为185.2千米/小时，巡航高度为1500米，续航时间为2～5天。MX导弹从飞机上投放出来后，在空中成垂直状态，然后点火发射。空中巡航方案的主要优点是反应灵活，生存能力较强。但由于飞机巡航成本高，空中精确定位困难，对苏联潜地导弹的反应时间太短，且与美国当时的预警能力不太适应，因此美国国会最终还是否决了这一方案。轰炸机装的苏联“矛隼”上世纪80年代初，随着“民兵”3的改进和MX导弹的部署，美国弹道导弹打击精度大幅度提高。苏联为了提高其战略核力量的生存能力，开始大力发展各种机动部署方案，空中机动部署就是其中一种。为此，苏联南方设计局提出了空基“矛隼”型导弹系统方案。空基“矛集”方案计划用苏联当时正在研制的图-160超音速战略轰炸机，采用内置式装载，一次最大可以载2枚导弹，在超音速下完成导弹与载机的分离，这样可以提高导弹的初始速度，节约燃料。苏联为此还专门开发了“矛隼”弹道导弹。该弹长10.7米，直径1.6米，射程7500千米，有效载荷1.4吨，携带6枚分导式子弹头，精度（CEP）600米。导弹投放3秒后，一级火箭发动机点火。然后，制导系统开始工作。该导弹采用天文坐标方位仪确定初始位置，然后利用卫星导航系统读取导弹速度和精确坐标。可见，该导弹对航天系统依赖较大。苏联南方设计局从1983年7月开始，到1984年12月对“矛隼”方案进行了论证，并完成了草案设计。但该方案由于技术难度过大和经济拮据，而被搁置。空天反卫星导弹阶段在战略导弹空射计划屡受挫折的同时，美国开始将类似技术用于反卫星导弹的研制上。1975年，美国波音和麦道等公司开始研制一种由飞机挂载的空天反卫星导弹。它由两级固体火箭和动能杀伤拦截器组成，弹长5.43米，弹径0.5米，翼展0.75米，采用惯导＋红外自动寻的制导方式。动力装置的第一级采用波音公司近程攻击导弹（SRAM）固体发动机的改型，第二级采用沃特公司的“牵牛星”III型固体发动机。按照设计，装载反卫星导弹的F-15接到攻击命令后，由地面支援装备装定目标数据，在程序导引下，按预定时间进入发射区域后加速，然后转入陡直爬升飞行。当爬升到10～15千米时，导弹飞离母机，靠第一级火箭推升至大气层外缘，然后再用第二级助推火箭推近至目标。根据卫星的不同轨道，飞机可在水平直线、亚音速飞行状态下发射导弹，也可在爬升、加速到超音速状态下发射。上世纪80年代末，美空军用推力更大的“潘兴”2弹道导弹的发动机和助推器代替了反卫导弹的第一级，将作战高度提高一倍。1984年，美国对该系统进行了两次试验，但都没有成功。1985年10月13日进行的试验摧毁了轨道高度555千米的报废卫星，以后计划在1986年再进行几次试验。但不久美国国会重申禁止试验反卫星系统，这迫使美国空军不得不取消了以后的发展试验，使该计划无疾而终。这一时期，苏联也利用米格-31战斗机进行了类似的反卫星武器发射试验。传闻苏联1987年进行了一次此类空间发射，但飞行器未能进入轨道，落到了太平洋中。空射运载火箭阶段上世纪80年代末，美苏都意识到相互摧毁数遍的战略态势没有任何意义，于是都主动部分放弃了原有的一些大型军事计划，取而代之的是具有一定经济意义的民用项目。特别是进入90年代后，苏联的解体使空中发射技术的军事意义大为降低，于是，美苏（俄）都开始研究将这一技术用于民用目的。美国用B-52托起“飞马座”轨道科学公司的“飞马座”为三级固体运载火箭，全长16.9米，直径1.27米，翼6.7米，采用飞机下挂式空射方式。早期“飞马座”载机为B-52轰炸机，运载火箭吊挂在机翼下，后来又用L-1011运输机改装成载机，火箭也改为吊挂在机腹下。发射时，L-1011将火箭载到约12千米的海洋上空后进行投放，火箭水平自由下落5秒后启动第一级发动机。1990年4月5日，“飞马座”固体运载火箭发射成功。在发展民用技术的同时，美国并没有忘记其军事用途。轨道科学公司受美国国国防部委托，利用“飞马座”对弹道弹发射进行过多次测试，以发展远程高速打击武器系统。目前，“飞马座”系统过10多年的发展，已经证明是经济上可负担得起而又可靠的小型运载器。它以将大约454千克的有效载荷送入地轨道，发射费用为2200万-2600万美元。目前，该系统已经执行了30多任务，发射了70多颗卫星。“飞马座”迄今为止世界上唯一投入商业运营的空射运载火箭。苏联为安-124扯起“三角帆”苏联解体前，委托曾设计了“矛隼”空射弹的南方设计局设计一种空射运载火系统，该设计局利用“矛隼”开发中积累的经验提出了“斯别斯号三角帆船”方案。该系统采用安-124CK作为载机，运载火箭由固体燃料火箭发动机、两种改进的控制装置和一个整流罩配套而成。该项目在1989～1991年进行了草图设计，但由于苏联解体而没有最终完成。后来，乌克兰对南方设计局拥有的这一技术非常看好，于1994年投资研究从伊尔-76TD发射起飞质量18.5吨、运载能力200千克的空射固体运载火箭。在1996～1997年又研究用安-124为载机．以SS-24导弹二、三级为基础的“鹰”空射固体运载火箭。目前这些计划仍在进行，并寻求国际合作。总体来看，这一阶段的空射技术以民用为主，而且在巨大经济利益的驱动下，取得了一定成就。但是专家普遍认为，这种空中发射卫星的技术实际与弹道导弹空中发射的原理和过程基本一致，只不过前者搭载的是卫星，后者搭载的是弹头而已。弹道导弹空中发射技术装载方式按照火箭与运载飞机结合的方式来看，载机装载空射弹道导弹的方式一般可以分为挂载式、内置式、背负式。挂载式是将导弹挂在载机的机翼下成腹部，发射时先自由投放导弹，再启动火箭发动机。虽然这种方式的投放相对简单，但火箭的外部尺寸和形状受很大限制，会对飞机的气动外形造成一定影响，导弹体积一般不会太大。内置式是将导弹置于载机的机舱内．发射时机舱打开，通过外力作用使导弹沿着机舱导轨滑出或自由投放。这种装载方式不会影响载机的气动外型，但火箭与载机分离后火箭的姿态稳定比较困难，分离过程对飞机的影响较大。这种方式适合体积较大但比载机小的中型弹道导弹。例如，苏联的“矛隼”采用轰炸机内置方式，美国的MX和苏联的“斯别斯三角帆船”方案均采用的是运输机内置方案。背负式装载方式是将导弹固定于载机的背部，发射时通过导弹运载器的机翼产生足够大的升力，使运载器同载机分离。背负式同下挂式一样，也存在对载机气动外形的影响，但对导弹尺寸限制不多，可以充分利用载机的运载能力。由于这种装载方式较为笨重，不易经常性巡逻使用，缺乏军事用途的灵活性，因此常用于民用航天发射，在美苏的航天飞机发射方案中均出现过这种装载方式。目前美国研制的Aitlaunch三级固体运载火箭，日本研制的M-V改进型三级固体运载火箭，均分别采用波音747-400E和波音747进行背负式空中发射方案。发射过程与技术难点机载空对地弹道导弹一般采用水平投放形式发射，也就是当飞机飞到离目标一定距离时，在一定的高度上释放导弹，当导弹下降一定距离后，经过延时，弹上的火箭发动机点火启动，随后，飞行控制系统控制导弹，使导弹升高，并沿着预定的弹道飞向目标。空中发射弹道导弹涉及到载机和导弹两个方面，而且发射过程在运动中进行，因此技术难度远比其它发射方式大。这也是这种发射方式具有巨大优势而又难以推广的主要原因。首先是运载难。弹道导弹体积和重量都较大。美国的“飞马座”全长16.9米，载机B-52长49米。苏联的“矛隼”导弹长10.7米，采用内置的载机图-160全长54米。目前俄罗斯和乌克兰在研的空射运载火箭更大，火箭有效载荷达1吨以上。装载导弹后，飞机的飞行灵活性受到很大限制，特别是采用外挂方式更是这样，这就要求载机必须具有较高承载能力。因此，一般由轰炸机携带的都是近、中程弹道导弹，像“矛隼”这样射程远的较少。二是投放难。载机速度越快，投放高度越高，导弹和火箭的初始速度才越高，所需燃料也就越少。但是载机速度高、导弹重量大会对载机的承载能力提出较高要求，而且在高空高速飞行中，投放大型导弹后，载机会突然变轻，使飞机面临失控的危险。此外，火箭发动机启动时的尾流和火箭飞行轨迹可能对飞机造成扰动，这些都将影响载机的安全性。三是制导难。陆基弹道导弹在发射前都对发射点和目标点的大地坐标进行过精确测量，并将测量参数装定在导弹上，以控制飞行程序。采用空射方式，因无法确定飞机发射点的精确坐标，也就无法使导弹在进入弹道前获取准确的定位信息，这也是弹道导弹空射比陆射困难的重要因素。美国和苏联的空射弹道导弹几乎都采用了天文和卫星辅助的制导方式，以确定导弹起飞点的精确坐标，并在飞行中不断修正，以保证制导精度。这使空射弹道导弹对天基保障系统的要求高于一般弹道导弹。空基弹道导弹的优点虽然空射弹道导弹存在种种技术障碍，但是世界军事大国仍然不遗余力地投入巨资进行开发，甚至为了避人耳目，采用民用项目作为掩护，这主要是因为这种发射方式具有许多优点。免遭首轮突袭，提高生存性为了避免潜在敌人的战略核打击，核国家都将各种方式的机动方案作为提高自身生存能力的重要手段。为此，科学家发展了装载在地面车辆上的公路、铁路机动弹道导弹，装载在水面舰艇或潜艇上的舰射